代数拓扑导论

代数拓扑导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:[美] 梅西
出品人:
页数:261
译者:
出版时间:2009-4
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787510004421
丛书系列:Graduate Texts in Mathematics
图书标签:
  • 代数拓扑
  • 数学
  • 代数拓扑7
  • GTM
  • 代数拓扑
  • 拓扑学
  • 数学
  • 高等数学
  • 抽象代数
  • 同调论
  • 纤维丛
  • 微分拓扑
  • 点集拓扑
  • 代数结构
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具体描述

《代数拓扑导论》讲述了:This textbook is designed to introduce advanced undergraduate or beginning graduate students to algebraic topology as painlessly as possible. The principal topics treated are 2-dimensional manifolds, the fundamental group, and covering spaces, plus the group theory needed in these topics. The only prerequisites are some group theory, such as that normally contained in an undergraduate algebra course on the junior-senior level, and a one-semester undergraduate course in general topology.

The topics discussed in this book are "standard" in the sense that several well-known textbooks and treatises devote a few sections or a chapter to them. This, I believe, is the first textbook giving a straightforward treatment of these topics, stripped of all unnecessary definitions, terminology, etc., and with numerous examples and exercises, thus making them intelligible to advanced undergraduate students.

几何学中的连续性与结构:一种现代视角 本书旨在为读者提供一个深入且全面的几何学基础知识体系,重点关注那些描述空间结构和形变性质的核心概念。我们探讨的不是代数方程的解法,也不是数值计算的技巧,而是空间本身在“连续性”这一关键属性下所展现出的内在规律。 第一部分:基础概念的重构——从度量到拓扑 在传统的欧几里得几何中,距离和角度是描述空间的基础。然而,当我们试图理解形状如何在不被“撕裂”或“粘合”的情况下进行拉伸、挤压或弯曲时,这些度量工具就显得力不从心了。本部分将引导读者从一个更抽象的视角来审视空间。 1. 邻域、收敛与极限的拓扑观点: 我们将严格定义拓扑空间的概念。这不仅仅是一个集合,而是一个赋予了特定“开集”结构的集合。开集定义了何为“接近”,从而替代了距离函数。我们将详细分析序列的收敛性在这个新框架下的表现,以及开集的选择如何决定了空间的拓扑性质。例如,我们如何区分离散拓扑(所有子集都是开集)与密着拓扑(只有空集和全集是开集)所带来的截然不同的邻域概念。 2. 连续性的本质: 经典的微积分定义依赖于$epsilon-delta$语言。在拓扑学中,连续函数被重新定义为“原像下保持开集”的映射。我们将深入探讨这种定义的等价性,并考察非连续函数的构造,理解为何一个映射在局部保持结构,但在全局可能产生断裂。我们还将引入紧致性(Compactness)这一至关重要的概念,将其视为有限性的一种推广,并展示它如何保证连续函数在紧致集上可以达到最大值和最小值。 3. 连通性与路径的分析: 空间是否可以被分割?连通性是空间结构的一个基本属性。我们将区分路径连通性(能否用连续曲线连接任意两点)和通常的连通性。通过构建反例,读者将领略到两者在某些病态空间中的差异。路径的概念自然引出对“弯曲”的讨论,尽管我们尚未引入曲率,但路径的存在性已经为我们理解空间的“可穿越性”奠定了基础。 第二部分:构造与分类——拓扑不变量的威力 如果我们只允许进行连续形变,哪些属性是绝对不会改变的?这些属性被称为拓扑不变量。它们是区分不同形状的强有力工具。 1. 穿孔与连通分支: 这是最直观的拓扑不变量。一个圆环(甜甜圈)和一个球面在拓扑上是不同的,其根本原因在于圆环有一个“洞”。本部分将侧重于如何量化这些“洞”的数量和类型。我们将介绍如何通过构造特定的函数空间来捕捉这些结构特征。 2. 表面和流形: 我们将从局部来看待空间。一个流形(Manifold)是指在局部看起来像欧几里得空间的拓扑空间。我们将重点研究二维流形——曲面。从球面到环面,再到更高亏格的曲面,我们着眼于它们的分类问题。我们将引入定向性(Orientability)的概念,区分莫比乌斯带(不可定向)和球面(可定向),理解为何某些表面无法被赋予一个一致的“内部”和“外部”的区分。 3. 同伦:从路径到形变类: 路径虽然有助于理解连通性,但它们本身是具有特定端点的对象。同伦理论则研究路径之间的“可形变性”。如果一条路径可以连续地收缩成一个点,我们称之为零同伦。更一般地,如果两条路径可以相互连续形变,则它们属于同一同伦类。我们将构建基本群(Fundamental Group),这是一个代数结构,用于记录空间中“环路”的缠绕方式。例如,在二维平面上,所有圆环都可以收缩成点;但在圆环的中心挖一个洞后,环绕这个洞的路径就不能被收缩,从而形成了非平凡的代数结构。 第三部分:函数空间与连续映射的深度分析 几何对象不仅仅是点集,它们常常是具有特定结构的函数或场的载体。本部分将把视角转向空间上定义的函数的性质。 1. 函数空间的拓扑结构: 当我们将一个空间 $X$ 上的所有连续函数构成一个新的集合 $C(X)$ 时,这个新集合本身也需要一个拓扑结构来衡量函数之间的“接近程度”。我们将引入紧致开收敛(Compact-Open Convergence)等概念,使得函数空间的拓扑结构能够精确地反映出函数形变的平滑程度。这对于理解函数空间的几何性质至关重要。 2. 映射的度数与旋转数: 考虑一个将圆映射到自身的连续函数。这个函数“绕了中心多少圈”?这就是映射度的概念。我们将严格定义度数(Degree of a Map),并展示它是一个拓扑不变量:两个可以相互连续形变的映射具有相同的度数。度数理论在分析微分方程的解的存在性方面具有深远的应用,它提供了一种代数方法来解决几何和分析问题。 3. 向量场与不动点定理的几何意义: 拓扑学的一个著名结论是布劳威尔不动点定理。几何上,它意味着你无法将一个实心圆盘上的所有点向某个方向推移,同时又不让至少一个点停留在原地。我们将通过流形上的向量场概念来重新审视这个定理,讨论为什么在奇数维空间中,一个处处不为零的向量场不可能存在于球面之上(即著名的“毛球定理”的拓扑起源)。 本书的目的是培养读者用几何直觉理解连续变换的内在约束,并掌握一套严格的、基于集合与结构而非度量的分析工具,为进一步探索更高级的微分几何和代数几何打下坚实的集合基础。内容侧重于概念的清晰定义、结构的不变性探究以及拓扑工具在解决经典几何问题中的应用。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我一直认为,学习数学就像是在攀登一座座高峰,而《代数拓扑导论》无疑为我提供了了一条相对平缓且风景优美的登山路径。在阅读过程中,我最深刻的感受是作者的“同理心”。他似乎能够准确地预测到初学者可能会遇到的困惑,并在适当的时候给出最恰当的提示和解释。例如,在介绍基本群时,他并没有一开始就抛出抽象的群论定义,而是先从路径的连接性和闭合路径的“走回头路”这一直观概念入手,逐步引出群的结构。这种由易到难、由具象到抽象的教学方法,极大地降低了学习的门槛,让我能够自信地一步步深入。书中的习题设计也十分巧妙,它们不是简单的计算练习,而是鼓励思考和探索,很多习题的解答本身就蕴含着新的概念和技巧。我曾花费不少时间去钻研一道习题,最终解出来时,那种成就感是难以言喻的。虽然我无法在此具体提及书本的某个具体章节或某个代数拓扑的定义,但我想说,这本书通过其优秀的叙事结构和教学设计,成功地建立了我与代数拓扑这个复杂领域之间的“沟通桥梁”,让我能够以一种更自然、更愉悦的方式去接触和理解它。它让我明白,数学并非遥不可及,而是可以通过精巧的引导和细致的讲解,变得人人可及。

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翻阅《代数拓扑导论》,我仿佛置身于一个由清晰逻辑和精妙结构构建的数学花园。作者的写作风格严谨而不失趣味,他善于在阐述复杂的数学思想时,巧妙地融入一些历史故事或者哲学思考,这让整个阅读过程变得格外引人入胜。在书中,我体会到了作者对于如何引导读者循序渐进地理解抽象概念的深刻洞察。他总是能够预见到学习者可能产生的疑问,并提前给出详尽的解答。这种“未雨绸缪”式的讲解方式,让我感到非常安心,能够专注于对知识本身的理解,而无需担心被细节绊倒。我尤其欣赏书中对某些基本构造的解释,它们以一种非常自然的方式,从更简单的概念过渡到更复杂的结构,使得整个数学体系的构建过程清晰可见。虽然我无法在此列举出具体的代数拓扑的定义或定理,但我可以肯定地说,这本书为我打开了一扇理解数学内在联系的窗户。它让我看到了不同数学分支之间可能存在的微妙关联,也激发了我对更广泛数学领域的好奇心。通过这本书,我学会了如何以一种更加系统和深入的方式去认识数学。

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《代数拓扑导论》是一本充满智慧的书,它以一种极其巧妙的方式,将复杂的数学思想“解构”并“重塑”,呈现在读者面前。作者的叙事能力极强,他能够将抽象的概念用极其形象生动的语言描绘出来,让我这个初学者也能在其中遨游。我一直觉得,学习任何一门学科,最重要的不是记住多少公式,而是理解其背后的思想和逻辑。《代数拓扑导论》恰恰在这方面做得非常出色。它没有直接给我一些固定的“代数拓扑”知识点,而是通过一系列精心设计的引导,让我自己去发现和理解。书中对于某些重要概念的引入,往往是从一些大家熟悉的生活现象出发,然后逐步抽象化,最终提炼出数学上的本质。这种“由表及里”的学习方法,让我感到非常受用。我在这里并没有看到任何关于“代数拓扑”具体应用的实例,但这本书所传达的数学精神,却深深地烙印在了我的脑海中。它教会我如何去思考,如何去质疑,以及如何去享受探索数学的乐趣。它让我明白,学习数学的过程本身,就是一种智力的锻炼和精神的升华。

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《代数拓扑导论》给我带来的,是一种“拨云见日”般的学习体验。在接触这本书之前,我曾尝试阅读过一些关于拓扑学的资料,但总感觉隔着一层看不见的纱,无法真正抓住其精髓。然而,这本书的出现,却如同有一双有力的手,轻轻地为我拂去了那层迷雾。作者在阐述抽象概念时,总是能找到最贴切的比喻和最生动的类比,将那些令人望而生畏的数学术语“翻译”成易于理解的语言。我记得,有一次我在思考某个关于“嵌入”的问题时,书中关于“在纸上画一个圆圈,然后把它剪下来,再把它系成一个结”的比喻,瞬间就让我恍然大悟,理解了空间中物体变形的本质。这种将抽象概念具体化、形象化的能力,是本书最大的亮点之一。它让我明白,即使是看似高深的数学领域,其核心也往往蕴藏在最简单的直觉之中。我并没有在这本书中找到代数拓扑具体的应用领域,但它所展现出的数学思维方式,却潜移默化地影响着我。它教会我如何去审视问题,如何去分解复杂的概念,以及如何通过逻辑推理来构建自己的理解。这本书给我带来的,是一种对数学探索的信心和对未知领域的好奇心。

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作为一名对数学充满热情但又有些畏惧抽象概念的自学者,《代数拓扑导论》就像一盏指路明灯,点亮了我探索未知领域的勇气。这本书的标题初看时,确实带着几分“劝退”的气息,仿佛门槛高不可攀。然而,当我翻开它,首先映入眼帘的不是枯燥的公式堆砌,而是作者精心设计的引人入胜的开篇。他巧妙地将一些看似与拓扑学无关的日常现象,如橡皮筋的变形、杯子和甜甜圈的等价性等,引入到代数拓扑的核心思想之中,使得我这个初学者能够迅速抓住问题的本质,体会到“形状”和“洞”的抽象之美。书中对于同伦、同调等基本概念的讲解,更是循序渐进,辅以大量直观的图示和例子,让我不再感到迷失在浩瀚的数学海洋中。我尤其喜欢作者在讲解一些重要定理时,不仅仅给出证明,还会深入剖析定理的几何意义和背后的逻辑联系,这对于我这种希望理解“为什么”而不仅仅是“怎么做”的学习者来说,是极其宝贵的。有时,我会反复阅读某个章节,不是因为我没看懂,而是因为其中蕴含的深刻洞见让我一次次为之惊叹。这本书并没有直接给我“代数拓扑”这个具体的学科内容,而是以一种润物细无声的方式,悄悄地在我心中播下了对这个领域的兴趣和初步认识的种子,让我对未来更深入的学习充满了期待。

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尽管用的是Massey的另一本 但鉴于老师只cover了同调论之前的部分 其实就只有这本的分量了

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尽管用的是Massey的另一本 但鉴于老师只cover了同调论之前的部分 其实就只有这本的分量了

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